2026年版・5-4

蒸発器:除霜と性能の一問一答

第三種冷凍機械責任者試験「凝縮器・蒸発器」から、蒸発器:除霜と性能に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験は正誤の組合せを選ぶ択一式が中心ですが、ここでは4択で出題しています。

問15-4

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、蒸発器の除霜について正しいものはどれか。
イ.ホットガス除霜は、吐出しガスの熱で冷却管の内側から霜を融かす方式なので、霜が十分に厚く成長してから行うのが効率的である。
ロ.散水除霜方式は、冷却器の外側から水を散布して霜を融かす方式である。
ハ.除霜のときは、ドレンパンや排水管の中で除霜水が再び凍結しないよう注意する。
ニ.電気ヒーターで冷却管を加熱して霜を融かす除霜方式もある。

  • ①ロ、ハ、ニ
  • ②イ、ロ
  • ③ロ、ハ
  • ④イ、ロ、ハ、ニ
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正解 ①ロ、ハ、ニ
解説
除霜の方法と注意点を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(誤り):ホットガス除霜は、霜が厚くなる前に行うのがよいとされています。
・ロ(正しい):除霜後は水切りをしてから運転を再開します。
・ハ(正しい):排水管にヒーターを付けることもあります。
・ニ(正しい):電気ヒーター除霜方式です。

覚え方のポイント
「ホットガス除霜は霜が厚くなる前に」。
問25-4

散水除霜方式の説明として、正しいものはどれか。

  • ①冷却管の内部に温水を流して、内側から霜を少しずつ融かしていく
  • ②冷媒の吐出しガスを冷却器に送り、内部から霜を融かす
  • ③冷却器の外側に水を散布して霜を融かし、排水とともに流す
  • ④電気ヒーターで冷却管を加熱し、霜を内側から融かす
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正解 ③冷却器の外側に水を散布して霜を融かし、排水とともに流す
解説
散水除霜方式は、冷却器(ユニットクーラなど)への送風を止め、冷却器の外側から水を散布して霜を融かし、融けた水(ドレン)とともに排出する方式です。除霜後は、冷却管に付いた水滴が再び凍らないよう、水切りの時間をとってから運転を再開します。

他の選択肢が不適切な理由
・管の内部に水を流す:冷却管の中は冷媒が流れる部分で、水を流すことはありません。
・吐出しガスを送る:ホットガス除霜方式の説明です。
・電気ヒーターで加熱:これは電気ヒーター除霜方式の説明です。

覚え方のポイント
除霜中は、ドレンパンや排水管の中で除霜水が再び凍らないよう注意が必要です。排水管にヒーターを付けることもあります。
問35-4

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、蒸発器の着霜と性能について正しいものはどれか。
イ.空気冷却器に霜が厚く付くと、熱通過率と風量が低下し、蒸発圧力が下がって冷凍能力が低下する。
ロ.霜は熱伝導率が大きいので、蒸発器の伝熱を助ける。
ハ.蒸発器の冷凍能力は、熱通過率、伝熱面積及び空気と冷媒の平均温度差の積で表される。
ニ.フルオロカーボンを冷媒とする満液式蒸発器では、冷凍機油が蒸発器内にたまりやすい。

  • ①イ、ニ
  • ②イ、ハ、ニ
  • ③ロ、ハ、ニ
  • ④イ、ロ、ハ、ニ
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正解 ②イ、ハ、ニ
解説
蒸発器の性能を低下させる要因を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(正しい):霜は熱を伝えにくく、フィンの間もふさぎます。
・ロ(誤り):霜は熱伝導率が小さく、伝熱を妨げます。
・ハ(正しい):Φ=K×A×Δtmです。
・ニ(正しい):油がたまると伝熱が悪くなるので、油を戻す工夫が必要です。

覚え方のポイント
「霜は断熱材のようなもの」。熱も風も通りにくくします。
問45-4

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、水冷却器などの凍結防止について正しいものはどれか。
イ.水冷却器で水が凍結すると、冷却管が破損するおそれがある。
ロ.蒸発圧力調整弁は、蒸発圧力が一定の値より下がらないようにするので、水冷却器の凍結防止に用いられる。
ハ.水冷却器の水の流量を少なくするほど、凍結しにくくなる。
ニ.断水リレーは、冷水の流れが止まったときに圧縮機を停止させ、凍結を防ぐ。

  • ①イ、ロ
  • ②ハ、ニ
  • ③イ、ロ、ハ、ニ
  • ④イ、ロ、ニ
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正解 ④イ、ロ、ニ
解説
水冷却器の凍結を防ぐための装置と運転を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(正しい):水は凍ると体積が増えるためです。
・ロ(正しい):蒸発器出口に設けて、蒸発圧力の下がりすぎを防ぎます。
・ハ(誤り):流量が少ないと水温が下がりすぎて、かえって凍結しやすくなります。
・ニ(正しい):冷水が止まると、水冷却器の中の水が凍結するおそれがあるためです。

覚え方のポイント
凍結防止の3点セットは「蒸発圧力調整弁・凍結防止サーモスタット・断水リレー」。
問55-4

蒸発器の熱通過率が0.03kW/(m²・K)、伝熱面積が100m²、空気と冷媒の平均温度差が8Kのとき、この蒸発器の冷凍能力として正しいものはどれか。

  • ①3kW
  • ②24kW
  • ③0.24kW
  • ④240kW
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正解 ②24kW
解説
蒸発器の冷凍能力は、熱交換器の交換熱量の式Φ=K×A×Δtmで求められます。

計算の手順
Φ=0.03kW/(m²・K)×100m²×8K
=24kW

他の選択肢が不適切な理由
・3kW:温度差を掛け忘れた値です。
・0.24kW:伝熱面積を1m²とした値です。
・240kW:桁を誤った値です。

覚え方のポイント
空気冷却器の熱通過率は、空気側の熱伝達率が小さいため、水冷の熱交換器に比べてかなり小さい値になります。そのためフィンで伝熱面積を大きくしています。
問65-4

フルオロカーボンを冷媒とする満液式蒸発器で、冷凍機油が蒸発器内にたまったときの影響として、正しいものはどれか。

  • ①伝熱が良くなり、蒸発器の冷凍能力が大きく増加する
  • ②油は冷媒とともにすぐに蒸発してしまうので、影響はない
  • ③伝熱が悪くなり、圧縮機の油量も不足するおそれがある
  • ④油がたまると、蒸発圧力が上がって過冷却度が増える
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正解 ③伝熱が悪くなり、圧縮機の油量も不足するおそれがある
解説
満液式蒸発器では、冷媒とともに流れてきた冷凍機油が、冷媒の蒸発によって残り、蒸発器の中にたまりやすくなります。油が多くたまると伝熱面をおおって伝熱が悪くなり、圧縮機に戻る油が減って油量不足になるおそれもあります。そのため、油を含んだ冷媒液の一部を抜き出して圧縮機に戻すなどの工夫が必要です。

他の選択肢が不適切な理由
・伝熱が良くなる:油は伝熱を妨げます。
・油も蒸発する:冷凍機油は蒸発温度では蒸発しません。
・過冷却度が増える:油のたまりと過冷却度に直接の関係はありません。

覚え方のポイント
「満液式は油がたまりやすい」。乾式は冷媒の流速で油が運ばれるので、比較的油が戻りやすい方式です。
問75-4

ホットガス除霜を行う時期として、最も適切なものはどれか。

  • ①霜が非常に厚くなってから、まとめて行う
  • ②冷凍能力が大きく下がってから行うのがよい
  • ③霜の厚さにかかわらず、効果は同じなのでいつでもよい
  • ④霜が厚くなる前に、定期的に行うのがよい
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正解 ④霜が厚くなる前に、定期的に行うのがよい
解説
霜が厚くなると、伝熱と風量が大きく低下し、除霜にも長い時間と多くの熱が必要になります。ホットガス除霜は霜を内部から均一に融かせる方式ですが、霜が厚くなりすぎると十分に融かしきれなかったり時間がかかったりするため、霜が厚くなる前に定期的に行うのがよいとされています。

他の選択肢が不適切な理由
・厚くなってからまとめて:効率が悪く、冷凍能力の低下も大きくなります。
・冷凍能力が大きく下がってから:それまでの間、能力が低下したまま運転することになり、霜も厚くなって除霜に時間がかかります。
・いつでも効果は同じ:霜が厚いほど、除霜に長い時間と多くの熱が必要になります。

覚え方のポイント
「厚くなる前に」と覚えましょう。
問85-4

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、除霜について正しいものはどれか。
イ.散水除霜のあとは、冷却管に残った水滴が再び凍らないよう、水切りの時間をとってから運転を再開する。
ロ.ホットガス除霜では、蒸発器に送った高温のガスが凝縮して液になるので、その液が圧縮機に戻らないよう注意する。
ハ.電気ヒーター除霜は、冷却管などに取り付けたヒーターで加熱して霜を融かす方式である。
ニ.庫内温度が0℃以下の冷凍庫では、除霜水が凍るおそれはないので、排水管の凍結対策は不要である。

  • ①イ、ロ、ハ
  • ②ロ
  • ③イ、ロ
  • ④イ、ロ、ニ
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正解 ①イ、ロ、ハ
解説
除霜の方式ごとの特徴と、除霜のときの注意点を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(正しい):水切りをせずに冷却を始めると、残った水滴が凍って霜の原因になります。
・ロ(正しい):ホットガスは蒸発器で熱を霜に与えて凝縮するため、液戻りへの注意が必要です。
・ハ(正しい):電気ヒーターで冷却管やドレンパンを温める方式で、構造が簡単です。
・ニ(誤り):低温の庫内では、除霜水がドレンパンや排水管の中で再び凍りやすいので、排水管にヒーターを付けるなどの対策をします。

覚え方のポイント
除霜は「方式(ホットガス・散水・電気ヒーター)」「液戻りへの注意」「水切り」「除霜水の再凍結の防止」の4点で整理しましょう。
問95-4

蒸発器の伝熱量(冷凍能力)を表す式として、正しいものはどれか。ただし、Kは熱通過率、Aは伝熱面積、Δtmは平均温度差とする。

  • ①Φ=K×A÷Δtm
  • ②Φ=K÷A×Δtm
  • ③Φ=K×A×Δtm
  • ④Φ=K+A+Δtm
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正解 ③Φ=K×A×Δtm
解説
蒸発器や凝縮器などの熱交換器で交換される熱量は、熱通過率K、伝熱面積A、冷媒と被冷却物(空気・水など)の平均温度差Δtmの積で表されます(Φ=K×A×Δtm)。

他の選択肢が不適切な理由
・Δtmで割る:温度差が大きいほど熱はよく伝わるので、掛け算です。
・Aで割る:伝熱面積が大きいほど熱はよく伝わるので、掛け算です。
・足し算:3つの量の積で表します。

覚え方のポイント
「熱の伝わりやすさ×面積×温度差」。同じ冷凍能力を得るのに、面積を大きくすれば温度差(空気と蒸発温度の差)を小さくでき、蒸発温度を高めに保てるので効率がよくなります。
問105-4

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、蒸発器の運転について正しいものはどれか。
イ.霜は熱伝導率が大きいので、蒸発器の伝熱を助ける。
ロ.空気冷却器の除霜が不十分だと、冷凍能力は低下する。
ハ.着霜が進むと、フィンの間を空気が通りにくくなり、風量が減る。
ニ.水冷却器で水が凍結すると、冷却管が破損するおそれがある。

  • ①イ、ロ
  • ②イ、ハ
  • ③イ、ハ、ニ
  • ④ロ、ハ、ニ
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正解 ④ロ、ハ、ニ
解説
蒸発器の着霜と凍結に関する基本的な知識を確認する問題です。

各記述の正誤
・イ(誤り):霜は熱伝導率が小さく、伝熱を妨げます。
・ロ(正しい):霜が残っていると伝熱と風量が低下したままになり、冷凍能力が低下します。
・ハ(正しい):霜でフィンの間がふさがれ、風量が減ります。
・ニ(正しい):水は凍ると体積が増えるため、冷却管を破損するおそれがあります。

覚え方のポイント
「霜は断熱材のようなもの」。蒸発器に霜が付くと、冷やしたいのに冷えない状態になると理解しましょう。

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※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。

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